CN112572759A - 一种翼身结合接头及无人机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于无人机机翼与机身连接的翼身结合接头及无人机，包括：翼身结合接头主体、翼身结合接头衬套、机身加强框耳片、机身加强框耳片衬套，其中：连接至机翼的翼身结合接头主体与连接至机身的机身加强框耳片通过螺栓、螺母及垫片经由螺栓孔连接。本发明解决了飞机受载严重时，翼身结合接头结构因受结构质量、空间尺寸等限制，不能满足设计安全要求的问题，该翼身结合接头结构连接牢固、安全可靠、互换性好。

Description

一种翼身结合接头及无人机

技术领域

本发明属于无人机领域，具体地，涉及一种用于无人机机翼与机身连接的翼身结合接头及无人机。

背景技术

现代中大型无人机设计中，为满足包装运输需要，机翼多采用可拆卸方案。相关技术中，机身与机翼的连接通常采用机翼接头上耳片和下耳片的方式。

但是，在薄翼型条件下，因结构、空间受限，会造成上耳片和下耳片的承载能力不足。

另外，如果使用较厚的耳片，或者使用多耳片等方案进行补强，则会造成无人机结构复杂，重量增加，拆装困难，影响无人机整体性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，旨在提供一种用于无人机机翼与机身连接的翼身结合接头及无人机，其目的是解决翼身结合结构受结构质量、空间尺寸等限制，飞机受载严重时，不能满足安全设计要求的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种翼身结合接头，包括：连接至机翼的翼身结合接头主体及其相应的翼身结合接头衬套，其中所述翼身结合接头主体的宽度从所述机翼一端向机身一端逐步增大，所述翼身结合接头衬套位于所述翼身结合接头主体上的翼身结合孔中；连接至机身加强框的耳片及其相应的耳片衬套，其中所述耳片衬套位于所述耳片上的耳片孔中；以及所述翼身结合孔为四组，分别通过螺栓、螺母及垫片与相应的耳片孔连接。

优选地，所述翼身结合接头主体具有110-120度的第一圆弧，所述第一圆弧与其相应的第一翼身结合孔的距离为50-70毫米。

优选地，所述翼身结合接头主体还具有80-100度的第二圆弧，所述第二圆弧与其相应的第二翼身结合孔的距离为50-70毫米。

优选地，所述翼身结合接头主体还具有150-170度的第三圆弧，所述第三圆弧与其相应的第三翼身结合孔的距离为50-70毫米。

优选地，所述翼身结合接头主体还具有150-170度的第四圆弧，所述第四圆弧与其相应的第四翼身结合孔的距离为50-70毫米。

优选地，所述第一翼身结合孔与所述第二翼身结合孔之间的连线垂直于所述机身的水平飞行方向；所述第三翼身结合孔与所述第四翼身结合孔之间的连线垂直于所述机身的水平飞行方向。

优选地，所述第一翼身结合孔与所述第二翼身结合孔之间的距离为所述第三翼身结合孔与所述第四翼身结合孔之间的距离的1.4倍至1.6倍。

优选地，所述翼身结合接头主体包括一体成型并且相互垂直的边框，所述边框均为单侧翻边，其宽度从连接所述机身一端向连接所述机翼一端逐渐变宽并且从所述第三翼身结合孔与所述第四翼身结合孔至连接所述机翼一端保持不变，所述逐渐变宽的部分的倾斜角度为20度至40度。

优选地，所述翼身结合接头主体与所述耳片为间隙装配。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种无人机，包括上述任一种的翼身结合接头。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：由于采用两列螺栓垂直连接布置，使机翼和机身结构之间连接更加牢固，翼身结合接头厚度变薄，螺栓孔孔径减小，由机翼结构上的升力引起的作用在四个螺栓上进行分配，每个螺栓承受的作用力减小，螺栓孔的挤压应力减小，提高了翼身结合接头的疲劳特性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的翼身结合接头的立体图；

图2是根据本发明实施例的翼身结合接头的爆破图；

图3是根据本发明实施例的翼身结合接头的正视图；以及

图4是图3的A-A方向剖视图。

图中标记为：

1-2.翼身结合接头主体

3.螺栓

4.螺母

5.翼身结合接头衬套5

6.翼身结合接头衬套6

7.机身加强框耳片

8.机身加强框耳片衬套

9.垫片

10.耳片孔

11-12.第一翼身结合孔

13.机身加强框

14.倾斜边框

15.第一圆弧

16.第二圆弧

17.第三圆弧

18.第四圆弧

19-20.第二翼身结合孔

21-22.第三翼身结合孔

23-24.第四翼身结合孔

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明。

本发明实施例公开了一种翼身结合接头，如图1至图2所示，包括：翼身结合接头主体1，2、翼身结合接头衬套5，6、机身加强框耳片7、机身加强框耳片衬套8，其中：翼身结合接头主体1，2连接至机翼，翼身结合接头衬套5，6位于翼身结合接头主体1，2的第一翼身结合孔11，12中；机身加强框耳片7连接至机身，机身加强框耳片衬套8位于机身加强框耳片7的第一耳片孔10中；翼身结合接头主体1，2与机身加强框耳片7通过螺栓3、螺母4及垫片9经由第一翼身结合孔11，12和第一耳片孔10连接；翼身结合接头主体1，2靠近机身加强框13一侧为耳片型结构，其宽度从机身一端向机翼一端逐步减小，以及第一翼身结合孔11，12沿翼身结合接头主体1，2垂直方向设置二列，每列布置二个。

相关技术中，机身与机翼的连接通常采用上耳片和下耳片的方式。在薄翼型条件下，因结构和空间受限，会造成上耳片和下耳片的承载能力不足。

本发明实施例中，如图2所示，分别在翼身结合接头主体1，2沿垂直方向设置第一翼身结合孔11，12，以及在机身加强框耳片7对应设置第一耳片孔10，翼身结合接头主体1，2通过螺栓3、螺母4及垫片9与机身加强框耳片7垂直连接，有效实现航向载荷分散和传递。相应地，翼身结合接头主体厚度变薄用于减轻翼身结合接头重量，螺栓孔孔径减小，由机翼结构上的升力引起的作用在四个螺栓上进行分配，每个螺栓承受的作用力减小，螺栓孔的挤压应力减小，提高了翼身结合接头的疲劳特性。

根据本发明的实施例，如图2所示，翼身结合接头主体1，2靠近机身加强框13一侧为耳片型结构，与机翼外型相匹配，其宽度从机身一端向机翼一端逐步减小，用于减轻翼身结合接头的重量。

根据本发明的实施例，如图1至图3所示，该翼身结合接头主体1，2具有110-120度的第一圆弧15，该第一圆弧15与其相应的第一翼身结合孔11，12的距离为50-70毫米。该翼身结合接头主体1，2还具有80-100度的第二圆弧16，该第二圆弧16与其相应的第二翼身结合孔19，20的距离为50-70毫米。该翼身结合接头主体1，2还具有150-170度的第三圆弧17，该第三圆弧17与其相应的第三翼身结合孔21，22的距离为50-70毫米。该翼身结合接头主体1，2还具有150-170度的第四圆弧18，该第四圆弧18与其相应的第四翼身结合孔23，24的距离为50-70毫米。

本发明实施例中，通过设置各个圆弧的弧度及其与相邻的翼身结合孔的距离，能够有效承受并传递和扩散航向载荷，从而达到翼身结合结头结构的利用率高，传力路线好的效果。

根据本发明的实施例，如图1至图3所示，该第一翼身结合孔11，12与该第二翼身结合孔19，20之间的连线垂直于该机身的水平飞行方向；该第三翼身结合孔21，22与该第四翼身结合孔23，24之间的连线垂直于该机身的水平飞行方向。该第一翼身结合孔11，12与该第二翼身结合孔19，20之间的距离为该第三翼身结合孔21，22与该第四翼身结合孔23，24之间的距离的1.4倍至1.6倍。

本发明实施例中，在保持翼身结合接头结构尺寸不变的情况下，通过沿翼身结合接头主体垂直方向增加二个螺栓孔，并合理设置螺栓孔的位置、间距、孔径，保证翼身结合接头强度和刚度的同时提高翼身结合接头的疲劳特性。

根据本发明的实施例，如图1至图4所示，该翼身结合接头主体1，2包括一体成型并且相互垂直的边框14，该边框14均为单侧翻边，其宽度从连接该机身一端向连接该机翼一端逐渐变宽并且从该第三翼身结合孔21，22与该第四翼身结合孔23，24至连接该机翼一端保持不变，该逐渐变宽的部分的倾斜角度为20度至40度。本实施例中，通过在翼身结合接头主体上下两侧设置倾斜的边框14，用于减轻翼身结合接头重量并传递航向载荷。

根据本发明的实施例，如图1所示，翼身结合接头主体左侧端面平整，翼身结合接头主体1,2与耳片7采用间隙装配，在接头结构受力发生细微变形后依然能够顺利装配。

根据本发明的实施例，所述翼身结合接头衬套5,6、机身加强框耳片衬套8均设为带肩结构，用于提高螺栓孔的承载能力，翼身结合接头衬套3，4与第一翼身结合孔11,12以及机身加强框耳片衬套8与第一耳片孔10均采用过盈配合进行固定，翼身结合接头衬套3，4和机身加强框耳片衬套8的尺寸分别与翼身结合接头主体1，2、机身加强框耳片7的螺栓孔的尺寸匹配。本实施例中，翼身结合接头主体1，2分别有四个螺栓孔，可以分别配合四个翼身结合接头衬套5,6与该翼身结合接头主体1，2的螺栓孔过盈配合进行固定。机身加强框耳片7有四个螺栓孔，可以配合四个机身加强框耳片衬套8与该机身加强框耳片7的螺栓孔过盈配合进行固定。

根据本发明的实施例，如图2所示，所述翼身结合接头主体1和翼身结合接头主体2配合使用，翼身结合接头主体1背板的高度小于翼身结合接头主体2背板的高度，与机翼外型相匹配。

此外，本实施例还提供了一种无人机，包括用于机翼与机身连接的翼身结合接头。

本发明的工作原理是：飞行时，机翼结构上的升力和力矩通过与机翼大梁相连的螺栓传递至翼身结合接头，翼身结合接头又通过四个与机身加强框耳片相连的螺栓传递至机身加强框，从而实现整个飞机传力路线的完整，有效实现载荷的传递和扩散。同时，由于翼身连接接头与机身加强框耳片的连接螺栓增加，由机翼结构上的升力引起的作用在每一个螺栓上的垂直载荷减小，由于连接螺栓垂直方向上的距离增大，由机翼结构上的力矩引起的沿展向的载荷减小，从而得到能够满足设计要求的翼身结合接头。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：由于采用两排螺栓垂直连接布置，使机翼和机身结构之间连接更加牢固，翼身结合接头主体厚度变薄，螺栓孔孔径减小，由机翼结构上的升力引起的作用在四个螺栓上进行分配，每个螺栓承受的作用力减小，螺栓孔的挤压应力减小，提高了翼身结合接头的疲劳特性。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上该仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种翼身结合接头，其特征在于，包括：

连接至机翼的翼身结合接头主体(1，2)及其相应的翼身结合接头衬套(5，6)，其中所述翼身结合接头主体(1，2)的宽度从所述机翼一端向机身一端逐步增大，所述翼身结合接头衬套(5，6)位于所述翼身结合接头主体(1，2)上的翼身结合孔(11，12，19，20，21，22，23，24)中；

连接至机身加强框(13)的耳片(7)及其相应的耳片衬套(8)，其中所述耳片衬套(8)位于所述耳片(7)上的耳片孔(10)中；以及

翼身结合孔(11，12，19，20，21，22，23，24)为四组，分别通过螺栓(3)、螺母(4)及垫片(9)与相应的所述耳片孔(10)连接。

2.根据权利要求1所述的翼身结合接头，其特征在于，所述翼身结合接头主体(1，2)具有110-120度的第一圆弧(15)，所述第一圆弧(15)与其相应的第一翼身结合孔(11，12)的距离为50-70毫米。

3.根据权利要求2所述的翼身结合接头，其特征在于，所述翼身结合接头主体(1，2)还具有80-100度的第二圆弧(16)，所述第二圆弧(16)与其相应的第二翼身结合孔(19，20)的距离为50-70毫米。

4.根据权利要求3所述的翼身结合接头，其特征在于，所述翼身结合接头主体(1，2)还具有150-170度的第三圆弧(17)，所述第三圆弧(17)与其相应的第三翼身结合孔(21，22)的距离为50-70毫米。

5.根据权利要求4所述的翼身结合接头，其特征在于，所述翼身结合接头主体(1，2)还具有150-170度的第四圆弧(18)，所述第四圆弧(18)与其相应的第四翼身结合孔(23，24)的距离为50-70毫米。

6.根据权利要求5所述的翼身结合接头，其特征在于，所述第一翼身结合孔(11，12)与所述第二翼身结合孔(19，20)之间的连线垂直于所述机身的水平飞行方向；所述第三翼身结合孔(21，22)与所述第四翼身结合孔(23，24)之间的连线垂直于所述机身的水平飞行方向。

7.根据权利要求6所述的翼身结合接头，其特征在于，所述第一翼身结合孔(11，12)与所述第二翼身结合孔(19，20)之间的距离为所述第三翼身结合孔(21，22)与所述第四翼身结合孔(23，24)之间的距离的1.4倍至1.6倍。

8.根据权利要求7所述的翼身结合接头，其特征在于，所述翼身结合接头主体(1，2)包括一体成型并且相互垂直的边框(14)，所述边框(14)均为单侧翻边，其宽度从连接所述机身一端向连接所述机翼一端逐渐变宽并且从所述第三翼身结合孔(21，22)与所述第四翼身结合孔(23，24)至连接所述机翼一端保持不变，所述逐渐变宽的部分的倾斜角度为20度至40度。

9.根据权利要求1所述的翼身结合接头，其特征在于，所述翼身结合接头主体(1，2)与所述耳片(7)为间隙装配。

10.一种无人机，其特征在于，包括根据权利要求1至9中任一项所述的翼身结合接头。

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